DE102008015286A1 - Optoelectronic sensor - Google Patents

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DE102008015286A1
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Markus Kohler
Boris Szerbakowski
Stephan Dr. Schmitz
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Sick AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/20Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers

Abstract

The sensor has two light transmitters (12) for sending light signals into a monitoring region. Codes of different transmitters are generated by quasi-orthogonal Hadamard-Walsh-codes or one of the codes in form a pseudo random code is assigned to the respective transmitter, where the pseudo random code forms a pattern sequence, which is divided into code segments. The other code is assigned to the other transmitter, and is generated by cyclic movement of the segments. The codes of the transmitters form a quasi-orthogonal code.

Description

Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor mit mehreren Lichtsendern zur Aussendung von Lichtsignalen in einen Überwachungsbereich, wenigstens einem Lichtempfänger zum Empfang von von den Lichtsendern ausgesandten Lichtsignalen und einer Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung zur Erzeugung und/oder Beeinflussung der Lichtsignale und zur Erzeugung eines Objektfeststellungssignals im Falle des Vorhandenseins eines Objektes im Überwachungsbereich in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Lichtempfängers.The The invention relates to an optoelectronic sensor with several Light transmitters for emitting light signals in a surveillance area, at least one light receiver for receiving from the Lichtsendern emitted light signals and a control and / or Evaluation device for generating and / or influencing the light signals and for generating an object detection signal in case of Presence of an object in the surveillance area in Dependence on the output signals of the light receiver.

Derartige Sensoren können insbesondere als mehrstrahlige Lichtgittersysteme zur Zugangsüberwachung eingesetzt werden, wobei insbesondere gefährliche Maschinenarbeitsbereiche oder bestimmte Räume innerhalb eines Gebäudes abgesichert werden sollen.such In particular, sensors can be used as multi-beam light grid systems be used for access control, in particular dangerous machine work areas or specific spaces within of a building.

Wenn bei Sensoren der genannten Art ein Objekt in den Überwachungsbereich gelangt und dadurch der Lichtweg zwischen Lichtsender und Lichtempfänger unterbrochen wird, wird ein Objektfeststellungssignal generiert, das beispielsweise zum Abschalten einer Maschine und/oder zur Auslösung eines akustischen oder optischen Warnsignals führen kann.If in sensors of the type mentioned an object in the surveillance area and thereby the light path between light transmitter and light receiver is interrupted, an object detection signal is generated, For example, to shut down a machine and / or to trigger an audible or visual warning signal may result.

Bei den derzeit üblichen Lichtgittern wird ein Lichtpuls oder eine Lichtpulsfolge ausgesandt der bzw. die mittels eines Schwellwertdetektors nachgewiesen wird bzw. werden. Die jeweiligen Lichtpulse können nun aber durch Störsignale überlagert sein, was die Detektion der empfangenen Pulse bzw. Pulsfolgen zumindest erschwert. In der DE 199 26 214 A1 wird zur Unterdrückung von Störsignalen vorgeschlagen, sogenannte gut korrelierende Chirps-Folgen als Sendesignale zu verwenden. Dabei werden die Nutzsignale einer spektralen Spreizung unterzogen, um sie gegen Schmalband- oder Impulsstörungen unempfindlich zu machen.In the currently used light grids, a light pulse or a light pulse sequence is emitted which is or are detected by means of a threshold value detector. However, the respective light pulses can now be superimposed by interference signals, which makes the detection of the received pulses or pulse sequences at least more difficult. In the DE 199 26 214 A1 For the suppression of interference signals it is proposed to use so-called well-correlated chirp sequences as transmission signals. The useful signals are subjected to a spectral spread in order to make them insensitive to narrowband or impulse noise.

Aus der Mobilfunktechnik ist die Anwendung von sogenannten Spread-Spektrum-Techniken bekannt. Dabei kann beispielsweise ein Pseudozufallsrauschcode über ein sogenanntes primitives Polynom erzeugt sein, wobei ein solcher Pseudozufallsrauschcode beispielsweise eine M-Sequenz umfassen kann.Out The mobile technology is the application of so-called spread spectrum techniques known. In this case, for example, a pseudo-random noise code over be generated a so-called primitive polynomial, with such a Pseudo-random noise code may include, for example, an M sequence.

Es ist nun denkbar, beispielsweise verschiedene M-Sequenzen zu erzeugen, um unterscheidbare orthogonale Übertragungssignale zu erzeugen und damit sicherzustellen, dass sich benachbarte Lichtgitter nicht stören. Werden dabei für die Lichtgitter aus dem Bereich der Mobilfunktechnik bekannte Spread-Spektrum-Techniken unter Anwendung eines sogenannten CDMA-Verfahrens (CDMA = Code Division Multiple Access) angewandt, so können prinzipiell Kasami-Folgen, Gold-Codes, M-Sequenzen, Barker-Codes, ein Hadamart-Walsh-Code oder eine Kombination dieser Codes als Pulsfolgen benutzt werden.It it is now conceivable, for example, to generate different M sequences, to produce distinguishable orthogonal transmission signals and to ensure that adjacent light grids do not interfere. Be there for the light grids from the field of mobile technology known spread spectrum techniques using a so-called CDMA (Code Division Multiple Access) method, in principle Kasami sequences, gold codes, M sequences, Barker codes, a Hadamart-Walsh code or a combination of these Codes are used as pulse sequences.

Die Orthogonalität nimmt zwar mit zunehmender Länge der Pulsfolgen zu. Da es bei Lichtgittern nun aber auf eine schnelle Ansprechzeit ankommt, ist es nicht möglich, beliebig lange Pulsfolgen einzusetzen. Die Pulsfolgen sind in der Praxis vielmehr auf eine Länge von beispielsweise 2N – 1 Chips begrenzt, wobei N beispielsweise im Bereich von 5 bis 8 liegen kann. Es besteht daher die Gefahr, dass sich die einzelnen Strahlen eines Lichtgitters stören.The orthogonality increases with increasing length of the pulse sequences. However, with light curtains nowadays, a fast response time is important, so it is not possible to use pulse sequences of any length. Rather, in practice, the pulse sequences are limited to a length of, for example, 2 N -1 chips, where N may be in the range from 5 to 8, for example. There is therefore the danger that the individual rays of a light grid interfere.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten optoelektronischen Sensor der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei möglichst einfachem Aufbau und möglichst großer Reichweite einen optimalen Störabstand der einzelnen Strahlen eines Lichtgitters gewährleistet.Of the Invention is based on the object, an improved optoelectronic To provide sensor of the type mentioned, as far as possible simple structure and the largest possible range an optimal signal to noise ratio of the individual beams of a Light grid ensured.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass wenigstens zwei Lichtsender vorgesehen sind, deren zumindest im Wesentlichen simultan in den Überwachungsbereich ausgesandte Lichtsignale jeweils durch ein nach dem Bandspreizverfahren mit einem Code moduliertes Ausgangssignal erzeugt sind, wobei die Codes verschiedener Lichtsender durch quasi-orthogonale Hadamard-Walsh-Codes erzeugt sind oder einem ersten Lichtsender ein erster Code in Form eines eine M-Sequenz, Gold-Sequenz oder Kasami-Sequenz umfassenden Pseudozufallscodes zugeordnet ist, der eine in mehrere Code-Segmente aufgeteilte Mutter-Sequenz bildet, und wenigstens einem weiteren Lichtsender ein sich zumindest vom ersten Code unterscheidender weiterer Code zugeordnet ist, der durch eine zyklische Verschiebung der Code-Segmente der Mutter-Sequenz erzeugt ist, wobei die den verschiedenen Lichtsendern zugeordneten unterschiedlichen Codes wieder quasi-orthogonale Codes bilden.According to the invention This object is achieved in that at least two light emitters are provided, at least substantially simultaneously in the surveillance area emitted light signals each by one after the spread spectrum method generated with a code modulated output, wherein the Codes of different light transmitters by quasi-orthogonal Hadamard-Walsh codes are generated or a first light transmitter, a first code in the form one comprising an M sequence, gold sequence or Kasami sequence Pseudo-random codes are assigned, one in several code segments divided mother sequence forms, and at least one other Light emitter at least differing from the first code another code is assigned by a cyclic shift the code segments of the mother sequence is generated, the the different light sources associated with different codes form again quasi-orthogonal codes.

Die zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten Codes sind also auf bestimmte einfache Weise so gewählt und werden so ausgewertet, dass sie zumindest im Wesentlichen keinen Einfluss aufeinander ausüben. Die die Codes bildenden Sequenzen oder Folgen können auch bei einer Verschiebung relativ zueinander noch eindeutig identifiziert werden. Damit wird nun vor allem auch erreicht, dass die einzelnen Strahlen eines betreffenden Lichtgitters sich zumindest im Wesentlichen nicht mehr stören, d. h. die Funktionsfähigkeit des Sensors im wesentlichen gewährleistet ist.The at least substantially simultaneously emitted codes are thus selected in a particular simple manner and are evaluated so that they exert at least substantially no influence on each other. The sequences or sequences forming the codes can also be relative to one another during a shift still be clearly identified. Thus, it is now also achieved, above all, that the individual beams of a relevant light grid no longer interfere at least essentially, ie, the functionality of the sensor is essentially ensured.

Die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung kann beispielsweise so ausgeführt sein, dass bei n zumindest im Wesentlichen simultan gesendeten Codes empfangsseitig n verschiedene Korrelationsspektren ausgewertet werden.The Control and / or evaluation, for example, so executed be that with n at least substantially simultaneously transmitted codes On the receiving side n different correlation spectra are evaluated.

Dabei ist die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung vorteilhafterweise so ausgeführt, dass die n verschiedenen Korrelationsspektren über die Positionen der einzelnen Korrelationspeaks verknüpft ausgewertet werden.there is the control and / or evaluation advantageously so executed that the n different correlation spectra over linked the positions of the individual correlation peaks be evaluated.

Von Vorteil ist insbesondere, wenn die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung so ausgeführt ist, dass bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen, Gold-Sequenzen bzw. Kasami-Sequenzen empfangsseitig sämtliche Codes mit lediglich einem Auswertevorgang identifizierbar sind. Die Auswertung kann also insbesondere mittels eines einzigen Korrelationsvorgangs mit nur einem Korrelationsspektrum durchgeführt werden. Es soll also insbesondere gewährleistet sein, dass empfangsseitig sämtliche Codes mit lediglich einem Sensor erfasst und/oder gesampelt werden und so die Auswertungen der einzelnen Codes verknüpft werden können.From Advantage is especially when the control and / or evaluation is designed so that at least substantially simultaneously emitted cyclically shifted M sequences, gold sequences or Kasami sequences on the receiving side all codes with only an evaluation process are identifiable. The evaluation can ie in particular by means of a single correlation process only a correlation spectrum can be performed. It In particular, it should be ensured that the receiving side all codes recorded with only one sensor and / or be sampled and linked to the evaluations of the individual codes can be.

Bei simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen, Gold-Sequenzen bzw. Kasami-Sequenzen kann die quasi-orthogonale Eigenschaft der unterschiedlichen Codes insbesondere auf den Autokorrelationseigenschaften der M-Sequenzen, Gold-Sequenzen bzw. Kasami-Sequenzen basieren.at simultaneously emitted cyclically shifted M sequences, gold sequences or Kasami sequences can be the quasi-orthogonal property of different codes, especially on the autocorrelation properties M sequences, Gold sequences or Kasami sequences are based.

Bevorzugt ist die Mutter-Sequenz in zumindest zwei, insbesondere in zumindest drei und vorzugsweise in zwei bzw. drei bis sechs Code-Segmente aufgeteilt.Prefers is the mother sequence in at least two, especially in at least three and preferably in two or three to six code segments divided up.

Durch die zyklische Verschiebung der Code-Segmente der Mutter-Sequenz sind vorteilhafterweise zumindest zwei, insbesondere drei und vorzugsweise zwei bzw. drei bis sechs unterschiedliche Codes erzeugt.By the cyclic shift of the code segments of the mother sequence are advantageously at least two, in particular three and preferably generates two or three to six different codes.

Die unterschiedlichen Codes sind bevorzugt verschiedenen Lichtsendern eines Lichtgitters zugeordnet.The different codes are preferred different light emitters assigned to a light grid.

Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen optoelektronischen Sensors sind die von den Lichtsendern zumindest im Wesentlichen simultan in den Überwachungsbereich ausgesandten Lichtsignale jeweils durch ein nach dem DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)-Bandspreizverfahren mit dem betreffenden Code moduliertes Ausgangssignal erzeugt.According to one preferred practical embodiment of the invention Optoelectronic sensor are those of the light emitters at least essentially simultaneously sent to the surveillance area Light signals in each case by one after the DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) band spreading method with the relevant code modulated Output signal generated.

Gemäß diesem DSSS-Bandspreizverfahren kann ein jeweiliges Ausgangssignal mittels einer vorgegebenen Bitfolge gespreizt werden. Diese Bitfolge wird auch als Spreizcode oder Chipping-Sequenz bezeichnet.According to this DSSS spread spectrum method can use a respective output signal a given bit sequence are spread. This bit sequence becomes also referred to as spreading code or chipping sequence.

Die von den Lichtsendern simultan in den Überwachungsbereich ausgesandten Lichtsignale werden zweckmäßigerweise jeweils durch wenigstens einen mit dem betreffenden Code gemischten Lichtpuls erzeugt. In diesem Fall ist das jeweilige Ausgangssignal also durch wenigstens einen Lichtpuls gebildet.The from the light emitters simultaneously into the surveillance area emitted light signals are expediently each by at least one mixed with the code in question Generated light pulse. In this case, the respective output signal So formed by at least one light pulse.

Zweckmäßigerweise werden die von dem Lichtempfänger insbesondere als Summensignal empfangenen Lichtsignale zur Identifizierung des einem jeweiligen Lichtsender zugeordneten Ausgangssignals mit dem dem betreffenden Lichtsender zugeordneten Code beaufschlagt.Conveniently, in particular the sum of the signal from the light receiver as sum signal received light signals to identify the one Light transmitter associated output signal with the relevant Light transmitter associated code applied.

Dabei umfasst die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung vorzugsweise Mittel, um zur Identifizierung des einem jeweiligen Lichtsender zugeordneten Ausgangssignals die Autokorrelationsfunktion zwischen den empfangenen Lichtsignalen bzw. Summensignal und dem betreffenden Code zu bilden.there the control and / or evaluation device preferably comprises means to identify the associated with a respective light emitter Output signal the autocorrelation function between the received To form light signals or sum signal and the code in question.

Zweckmäßigerweise ist jeweils zumindest zwei Lichtsendern und vorzugsweise jeweils zumindest drei Lichtsendern ein gemeinsamer Lichtempfänger zugeordnet.Conveniently, is at least two light emitters and preferably each at least three light transmitters a common light receiver assigned.

Bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten quasi-orthogonalen Hadamard-Walsh-Codes erfolgt die Synchronisation des Sensors bzw. Lichtgitters zweckmäßigerweise über einzelne Pseudozufallssequenzen.at at least substantially simultaneously emitted quasi-orthogonal Hadamard Walsh codes, the synchronization of the sensor or Light grid expediently over individual Pseudo-random sequences.

Bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen, Gold-Sequenzen bzw. Kasami-Sequenzen erfolgt die Synchronisation des Sensors bzw. Lichtgitters bevorzugt über das vom zugeordneten gemeinsamen Lichtempfänger empfangene Summensignal.at at least substantially simultaneously emitted cyclically shifted M-sequences, gold sequences or Kasami sequences are synchronized of the sensor or light grid preferably over that of the associated common light receiver received sum signal.

Lichtsender und Lichtempfänger können zumindest teilweise aufeinander gegenüberliegenden Seiten des Überwachungsbereichs angeordnet sein. Grundsätzlich ist es auch möglich, Lichtsender und Lichtempfänger auf einer Seite des Überwachungsbereichs und einen Retroreflektor auf der gegenüberliegenden Seite des Überwachungsbereichs anzuordnen. Die zweite Variante entspricht einer Autokollimationsanordnung.light source and photoreceptors may be at least partially on opposite sides of the surveillance area be arranged. In principle, it is also possible Light emitter and light receiver on one side of the surveillance area and a retroreflector on the opposite side of the surveillance area to arrange. The second variant corresponds to an autocollimation arrangement.

Wie bereits erwähnt, sind die Lichtsender und Lichtempfänger bevorzugt in einer Lichtgitteranordnung vorgesehen.As already mentioned, are the light emitter and light receiver preferably provided in a light grid arrangement.

Bevorzugt ist jeweils mehreren Lichtsendern ein gemeinsamer Lichtempfänger zugeordnet und entsprechend die Anzahl der Lichtempfänger geringer als die Anzahl der Lichtsender.Prefers each light transmitter is a common light receiver assigned and according to the number of light receivers less than the number of light emitters.

Werden also sogenannte Spread-Spektrum-Techniken bei Lichtgittern als CDMA-Verfahren angewendet, so können zwar prinzipiell Kasami-Folgen, Gold-Codes, M-Sequenzen, Barker-Codes, ein Hadamard-Walsh-Code oder eine Kombination dieser Codes als Pulsfolgen benutzt werden. Da es bei Lichtgittern jedoch auf eine schnelle Ansprechzeit ankommt, ist es nun aber nicht möglich, beliebig lange Pulsfolgen zu benutzen. Die Pulsfolgen sind daher in der Praxis auf die Länge von 2N – 1 Chips begrenzt (N = 5, 6, 7, 8 (max)). Dies bedeutet, dass die Pulsfolgen nur quasi-orthogonal sein können. Es soll nun ein Empfänger von mehreren, zum Beispiel 3 bis 6 Sendern bestrahlt werden, wobei die einzelnen Signale durch Signalauswertung im Sinne des CDMA-Verfahrens eindeutig identifizierbar sein sollen.So if so-called spread spectrum techniques in light grids are used as CDMA methods, then in principle Kasami sequences, gold codes, M sequences, Barker codes, a Hadamard-Walsh code or a combination of these codes can be used as pulse sequences become. However, as light curtains require a fast response time, it is not possible to use arbitrarily long pulse sequences. The pulse sequences are therefore limited in practice to the length of 2 N - 1 chips (N = 5, 6, 7, 8 (max)). This means that the pulse sequences can only be quasi-orthogonal. Now, a receiver of several, for example, 3 to 6 transmitters are to be irradiated, whereby the individual signals should be clearly identifiable by signal evaluation in the sense of the CDMA method.

Die Orthogonalität ist in zweierlei Hinsicht zu betrachten. So können die Codes und die Auswertung sowie das Timinig so gewählt sein, dass mehrere Systeme oder Lichtschranken, die räumlich nebeneinander betrieben werden, keinen oder nur einen geringen Einfluss aufeinander ausüben. Damit sind die Systeme zueinander orthogonal, das heißt es ist insoweit die Orthogonalität außerhalb eines jeweiligen Systems gewährleistet.The Orthogonality is to be considered in two ways. So the codes and the evaluation as well as the timinig be chosen so that several systems or light barriers, which are operated spatially side by side, no or have little influence on each other. In order to the systems are orthogonal to each other, that is it is insofar as the orthogonality outside of a respective Systems guaranteed.

Zum anderen soll die Orthogonalität innerhalb eines jeweiligen Systems, das heißt beispielsweise innerhalb eines Lichtgitters gegeben sein. Dabei sollen die simultan gesendeten Codes zumindest im Wesentlichen keinen Einfluss aufeinander ausüben, sodass die Folgen auch bei einer Relativverschiebung noch eindeutig identifiziert werden können. Hierbei sind die Sequenzen oder Folgen zueinander orthogonal.To the another is said to have orthogonality within each one Systems, that is, for example, within a light grid be given. At the same time, the simultaneously transmitted codes should be essentially no influence on each other so that the consequences are clearly identified even with a relative shift can be. Here are the sequences or sequences to each other orthogonal.

Da nur quasi-orthogonale Codes erzeugt und verwendet werden können, kann sich das System durch die simultan gesendeten Signale möglicherweise selbst stören, was besonders kritisch ist, da die Fluktuationen der Lichtenergie der eingesetzten LEDs bedingt durch den Herstellungsprozess natürlichen Schwankungsbreiten unterliegen. So kann beispielsweise davon ausgegangen werden, dass ein Störpegel maximal um einen Faktor 2 stärker als der eigentliche Sender in den Empfänger einstrahlt, was bedeutet, dass der Nutzcode um einen Faktor schwächer sein kann als der Störcode. Dies kann dazu führen, dass der Empfänger ab und zu den Störcode als Nutzsignal erkannt. Die Anwendung des DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)/CDMA(Code Division Multiple Access)-Verfahrens führt zu einer Minimierung der FAR (False Acceptance Rate).There only quasi-orthogonal codes can be generated and used The system may be affected by the simultaneous transmission of signals even disturbing, which is particularly critical, since the fluctuations of the Light energy of the LEDs used due to the manufacturing process subject to natural fluctuation margins. So, for example It can be assumed that a maximum noise level of around a factor 2 stronger than the actual transmitter in the Receiver injects, which means that the user code by one Factor may be weaker than the sturgeon code. This may cause the recipient from time to time Fault code recognized as a useful signal. The application of the DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) / CDMA (Code Division Multiple Access) method leads to a minimization of the FAR (False Acceptance Rate).

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Verringerung der Störempfindlichkeit durch simultan gesendete Codes erreicht, sodass bei Lichtgittern eine Anwendung des DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)-Bandspreizverfahrens als CDMA(Code Division Multiple Access)-Verfahren möglich ist.by virtue of the solution according to the invention becomes a Reduction of susceptibility due to simultaneous transmission Codes reached, so that in light curtains an application of the DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) band spreading method as CDMA (Code Division Multiple Access) method is possible.

Dabei können erfindungsgemäß insbesondere die folgenden Strategien angewandt werden, um auszuschließen, dass ein Störcode als Nutzcode erkannt wird:

  • – Es werden quasi-orthogonale Hadamard-Walsh-Codes im synchronisierten Betrieb verwendet, wobei zur Synchronisation einzelne pn- oder Peusdozufalls-Sequenzen herangezogen werden können.
  • – Es werden quasi-orthogonale verschobene M-Sequenzen im synchronisierten Betrieb verwendet, wobei zur Synchronisation das Summensignal aller simultan gesendeten Codes herangezogen werden kann.
  • – Bei n simultan gesendeten Codes werden n verschiedene Korrelations-Spektren ausgewertet. Da die Codes auch simultan empfangen werden, muss die Position der einzelnen Peaks an gleicher Position sein. Durch die Positionen können die unterschiedlichen Spektren verknüpft ausgewertet werden, was die FAR (False Acceptance Rate) deutlich minimiert.
In this case, according to the invention, in particular the following strategies can be used to preclude the recognition of a sturgeon code as a useful code:
  • - Quasi-orthogonal Hadamard-Walsh codes are used in synchronized operation, with individual pn or Peusdo random sequences can be used for synchronization.
  • - Quasi-orthogonal shifted M-sequences are used in synchronized operation, wherein for synchronization the sum signal of all simultaneously transmitted codes can be used.
  • - For n simultaneously transmitted codes n different correlation spectra are evaluated. Since the codes are also received simultaneously, the position of the individual peaks must be in the same position. Due to the positions, the different spectra can be evaluated linked, which significantly reduces the FAR (False Acceptance Rate).

Bei verschobenen M-Sequenzen treten in einem Korrelations-Spektrum Peaks aller simultan gesendeten Codes auf, sodass alle Codes mit lediglich einem Auswertevorgang identifiziert werden können, wobei hier ein konstanter Abstand der einzelnen Peaks ausschlaggebend ist. Die Auswertung kann also insbesondere mittels eines einzigen Korrelationsvorgangs mit nur einem Korrelationsspektrum durchgeführt werden.In shifted M-sequences, peaks of all the signals are sent simultaneously in a correlation spectrum codes, so that all codes can be identified with only one evaluation process, whereby here a constant distance of the individual peaks is decisive. The evaluation can thus be carried out in particular by means of a single correlation process with only one correlation spectrum.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Reihe von Vorteilen erzielt. So wird durch die simultan gesendeten Signale die Übertragungszeit im Lichtkanal reduziert. Zudem ergibt sich mit den simultan gesendeten Signalen eine Verringerung der Anzahl an kostenintensiven Empfangs-ASICs. Es hat sich gezeigt, dass auch mit simultan gesendeten Signalen beispielsweise bei 30 mm-Optiken die Reichweite von 20 m auf mehr als 100 m gesteigert wird. Beispielsweise bei N = 7 (N = Ordnung des Generator-Polynoms) sind für den Einsatz des DSSS-Verfahrens bis zu 16 Codes möglich, wobei jeder dieser Codes durch zyklische Verschiebung bis zu sechs weitere verschobene M-Sequenzen erzeugen kann. So können beispielsweise bis zu sechs Codes bzw. verschobene M-Sequenzen simultan gesendet werden. Durch eine Verknüpfung der Korrelations-Spektren ergibt sich eine sehr geringe FAR (False Acceptance Rate) auch bei einem Einstrahlen von Störsendern nach IEC 61496 .Due to the solution according to the invention, a number of advantages are achieved. Thus, the transmission time in the light channel is reduced by the simultaneously transmitted signals. In addition, the simultaneous transmission of signals results in a reduction in the number of expensive reception ASICs. It has been shown that even with signals transmitted simultaneously, for example with 30 mm optics, the range is increased from 20 m to more than 100 m. For example, at N = 7 (N = ordering of the generator polynomial), up to 16 codes are possible for use of the DSSS method, whereby each of these codes can generate by cyclic shift up to six further shifted M-sequences. For example, up to six codes or shifted M-sequences can be sent simultaneously. By linking the correlation spectra results a very low FAR (False Acceptance Rate) even when a jets of jammers IEC 61496 ,

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:The Invention will be described below with reference to exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawing; in this show:

1 ein Signalflussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines eine Sendeeinheit mit drei Lichtsendern, einen optischen Kanal und eine Lichtempfangseinheit mit einem Lichtempfänger umfassenden Systems, 1 1 is a signal flow diagram of an embodiment of a system comprising a transmitter unit with three light transmitters, an optical channel and a light receiver unit with a light receiver;

2 ein Beispiel eines binären Codes, 2 an example of a binary code,

3 ein Beispiel eines Code-Signals, 3 an example of a code signal,

4 ein Beispiel eines Summen-Signals, 4 an example of a sum signal,

5 ein Beispiel eines diskreten Summen-Signals, 5 an example of a discrete sum signal,

6 ein Beispiel eines Referenz-Codes, 6 an example of a reference code,

7 ein Signalfluss-Diagramm einer beispielhaften Auswertung, 7 a signal flow diagram of an exemplary evaluation,

8 ein Korrelations-Spektrum zur Begriffserklärung, 8th a correlation spectrum for the definition of terms,

9 ein Zustandsgraph des Systems, 9 a state graph of the system,

10 eine Darstellung eines Code-Signals und Referenz-Codes mit einer Verschiebung τ, 10 a representation of a code signal and reference code with a shift τ,

11 ein Korrelations-Spektrum mit einer Verschiebung τ der Peak-Position, 11 a correlation spectrum with a shift τ of the peak position,

12 einen beispielhaften Verlauf der Peak-Position unter idealen Bedingungen, 12 an exemplary course of the peak position under ideal conditions,

13 einen beispielhaften Verlauf der Peak-Position mit unterschiedlichen Störungen, 13 an exemplary course of the peak position with different disturbances,

14 das Prinzip von verschobenen M-Sequenzen, 14 the principle of shifted M sequences,

15 einen beispielhaften Verlauf der Peak-Position mit Synchronisation auf ein Code-Signal, 15 an exemplary course of the peak position with synchronization to a code signal,

16 einen beispielhaften Verlauf der Peak-Position mit Synchronisation auf das Summensignal, 16 an exemplary course of the peak position with synchronization to the sum signal,

17 beispielhafte Korrelations-Spektren der drei Codes, 17 exemplary correlation spectra of the three codes,

18 eine erweiterte Berechnung des PSR für verschobene M-Sequenzen, 18 an extended computation of the PSR for shifted M-sequences,

19 das Prinzip bei auftretenden Stör-Peaks, und 19 the principle of occurring interference peaks, and

20 ein FAR-FRR-Map von verschobenen M-Sequenzen mit verknüpfter Auswertung. 20 a FAR-FRR map of shifted M-sequences with linked evaluation.

1 zeigt ein Signalfluss-Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines eine Sendeeinheit 10 mit drei Lichtsendern 12, einen optischen Kanal 14 und eine Lichtempfangseinheit 16 mit einem Lichtempfänger 18 umfassenden Systems. Ein solches System ist Teil eines optoelektronischen Sensors, der ein oder mehrere solche Systeme umfassen kann. Grundsätzlich kann ein jeweiliges System auch lediglich zwei oder mehr als drei Lichtsender 12 umfassen. Zudem kann der optoelektronische Sensor mit einer Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung 20 versehen sein. Bei dem optoelektronischen Sensor kann es sich insbesondere um ein Lichtgitter handeln. 1 shows a signal flow diagram of an embodiment of a transmission unit 10 with three optotransmitters 12 , an optical channel 14 and a light receiving unit 16 with a light receiver 18 comprehensive system. Such a system is part of an optoelectronic sensor that may include one or more such systems. In principle, a respective system may also have only two or more than three light transmitters 12 include. In addition, the optoelectronic sensor with a control and / or evaluation 20 be provided. The optoelectronic sensor may in particular be a light grid.

Ein betreffender optoelektronischer Sensor kann also insbesondere mehrere Lichtsender 12 zur Aussendung von Lichtsignalen in einen Überwachungsbereich, wenigstens einen Lichtempfänger 18 zum Empfang von von den Lichtsendern 12 ausgesandten Lichtsignalen und eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung 20 zur Erzeugung und oder Beeinflussung der Lichtsignale und zur Erzeugung eines Objektfeststellungssignals im Falle des Vorhandenseins eines Objektes im Überwachungsbereich in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Lichtempfängers 18 umfassen.A relevant optoelectronic sensor can therefore in particular have a plurality of light transmitters 12 for emitting light signals in a surveillance area, at least one light receiver 18 to receive from the light emitters 12 emitted light signals and a control and / or evaluation 20 for generating and / or influencing the light signals and for generating an object detection signal in the case of the presence of an object in the monitoring area in dependence on the output signals of the light receiver 18 include.

Dabei sind erfindungsgemäß wenigstens zwei Lichtsender 12 vorgesehen, deren zumindest im Wesentlichen simultan in den Überwachungsbereich ausgesandte Lichtsignale jeweils durch ein nach dem Bandspreizverfahren mit einem Code moduliertes Ausgangssignal erzeugt sind, wobei die Codes verschiedener Lichtsender 12 durch quasi-orthogonale Hadamard-Walsh-Codes erzeugt sein können oder einem ersten Lichtsender ein erster Code in Form eines eine M-Sequenz umfassenden Pseudozufallscodes zugeordnet ist, der eine in mehrere Code-Segmente aufgeteilte Mutter-Sequenz bildet, und wenigstens einem weiteren Lichtsender 12 ein sich zumindest vom ersten Code unterscheidender weiterer Code zugeordnet ist, der durch eine zyklische Verschiebung der Code-Segmente der Mutter- Sequenz erzeugt ist, wobei die den verschiedenen Lichtsendern 12 zugeordneten unterschiedlichen Codes wieder quasi-orthogonale Codes bilden.In this case, according to the invention at least two light emitters 12 provided, at least substantially simultaneously emitted in the monitoring area light signals are generated in each case by a modulated by the spread spectrum with a code output signal, the codes of different light emitter 12 may be generated by quasi-orthogonal Hadamard-Walsh codes or a first light emitter is associated with a first code in the form of an M-sequence pseudo-random code forming a divided into several code segments mother sequence, and at least one further light emitter 12 a further code, which is at least different from the first code, which is generated by a cyclic shift of the code segments of the parent sequence, wherein the different light transmitters 12 associated with different codes again form quasi-orthogonal codes.

Die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung 20 kann beispielsweise so ausgeführt sein, dass bei n zumindest im Wesentlichen simultan gesendeten Codes empfangsseitig n verschiedene Korrelationsspektren ausgewertet werden. Dabei können die n verschiedenen Korrelationsspektren insbesondere über die Positionen der einzelnen Korrelationspeaks verknüpft ausgewertet werden.The control and / or evaluation device 20 For example, it may be carried out such that n different correlation spectra are evaluated on the receiving side at n at least substantially simultaneously transmitted codes. In this case, the n different correlation spectra can be evaluated in particular linked via the positions of the individual correlation peaks.

Die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung kann vorteilhafterweise auch so ausgeführt sein, dass bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen empfangsseitig sämtliche Codes mit lediglich einem Auswertevorgang identifizierbar sind. Die Auswertung kann also insbesondere mittels eines einzigen Korrelationsvorgangs mit nur einem Korrelationsspektrum durchgeführt werden.The Control and / or evaluation can advantageously also be designed so that at least substantially simultaneously emitted cyclically shifted M-sequences on the receiving side all Codes are identifiable with only one evaluation process. The evaluation can thus in particular by means of a single correlation process be performed with only one correlation spectrum.

Bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen kann die quasi-orthogonale Eigenschaft der unterschiedlichen Codes auf den Autokorrelationseigenschaften der M-Sequenzen basieren.at at least substantially simultaneously emitted cyclically shifted M-sequences can be the quasi-orthogonal property of the different Codes based on the autocorrelation properties of the M sequences.

Die Mutter-Sequenz kann insbesondere in zumindest drei Code-Segmente aufgeteilt sein. Durch die zyklische Verschiebung der Code-Segmente der Mutter-Sequenz können zumindest zwei und insbesondere zumindest drei unterschiedliche Codes erzeugt sein. Dabei können die unterschiedlichen Codes insbesondere verschiedenen Lichtsendern 12 eines Lichtgitters zugeordnet sein.The mother sequence may in particular be divided into at least three code segments. Due to the cyclical shift of the code segments of the parent sequence, at least two and in particular at least three different codes can be generated. The different codes can in particular different light transmitters 12 be associated with a light grid.

Die von den Lichtsendern 12 zumindest im Wesentlichen simultan in den Überwachungsbereich ausgesandten Lichtsignale können insbesondere jeweils durch ein nach dem DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)-Bandspreizverfahren mit dem betreffenden Code moduliertes Ausgangsignal erzeugt sein. Dabei können die von den Lichtsendern 12 zumindest im Wesentlichen simultan in den Überwachungsbereich ausgesandten Lichtsignale insbesondere jeweils durch wenigstens einen mit dem betreffenden Code gemischten Lichtpuls erzeugt sein.The of the light transmitters 12 The light signals emitted at least substantially simultaneously into the monitoring area can in particular be generated in each case by an output signal modulated according to the DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) band spreading method with the relevant code. In doing so, those of the light transmitters 12 be generated at least substantially simultaneously in the monitoring area emitted light signals in each case by at least one mixed with the code in question light pulse.

Die von den Lichtempfängern 18 insbesondere als Summensignal empfangenen Lichtsignale können zur Identifizierung des einem jeweiligen Lichtsender 12 zugeordneten Ausgangssignals mit dem einen jeweiligen Lichtsender 12 zugeordneten Code beaufschlagbar sein. Dabei kann die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung 20 Mittel 20' umfassen, um zur Identifizierung des einem jeweiligen Lichtsender 12 zugeordneten Ausgangssignals die Autokorrelationsfunktion zwischen den empfangenen Lichtsignalen bzw. Summensignal und dem betreffenden Code zu bilden.The of the light receivers 18 In particular, received as a sum signal light signals can be used to identify the a respective light emitter 12 associated output signal with the one respective light emitter 12 assigned code can be acted upon. In this case, the control and / or evaluation 20 medium 20 ' include to identify the a respective light emitter 12 associated output signal to form the autocorrelation function between the received light signals or sum signal and the code in question.

Bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten quasi-orthogonalen Hadamard-Walsh-Codes kann die Synchronisation des Sensors insbesondere über einzelne Pseudozufallssequenzen erfolgen. Bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen kann die Synchronisation des Sensors insbesondere über das vom zugeordneten gemeinsamen Lichtempfänger 18 empfangene Summensignal erfolgen.In at least substantially simultaneously emitted quasi-orthogonal Hadamard-Walsh codes, the synchronization of the sensor can be carried out in particular via individual pseudo-random sequences. In to At least substantially simultaneously emitted cyclically shifted M-sequences, the synchronization of the sensor, in particular via the associated from the common light receiver 18 Received sum signal done.

Lichtsender 12 und Lichtempfänger 18 können zumindest teilweise auf einander gegenüberliegenden Seiten des Überwachungsbereichs angeordnet sein. Grundsätzlich sind jedoch beispielsweise auch solche Ausführungen denkbar, bei denen Lichtsender 12 und Lichtempfänger 18 auf einer Seite des Überwachungsbereichs und ein Retroreflektor auf der gegenüberliegenden Seite des Überwachungsbereichs angeordnet sind. Wie bereits erwähnt, sind die Lichtsender 12 und Lichtempfänger 18 bevorzugt in einer Lichtgitteranordnung vorgesehen. Dabei kann, wie ebenfalls bereits erwähnt, jeweils mehreren Lichtsendern 12 ein gemeinsamer Lichtempfänger 18 zugeordnet sein, sodass die Anzahl der Lichtempfänger 18 geringer ist als die Anzahl der Lichtsender 12.light source 12 and light receiver 18 may be at least partially disposed on opposite sides of the surveillance area. In principle, however, such embodiments are also conceivable, for example, in which light emitter 12 and light receiver 18 on one side of the surveillance area and a retroreflector on the opposite side of the surveillance area. As already mentioned, the light emitters are 12 and light receiver 18 preferably provided in a light grid arrangement. In this case, as already mentioned, in each case a plurality of light transmitters 12 a common light receiver 18 be assigned, so the number of light receivers 18 less than the number of light emitters 12 ,

Ziel der Auswertungsstrategie ist es, insbesondere innerhalb eines Lichtgitters das Vorhandensein aller simultan gesendeten Codes eindeutig zu bestimmen, sodass ein sicherer und zuverlässiger Betrieb möglich ist.aim the evaluation strategy is, especially within a light grid to uniquely determine the presence of all simultaneously transmitted codes, so that safe and reliable operation is possible.

Neben den Code-Eigenschaften kommt es auch auf die Gestaltung der Auswertung an. Dabei sollen die im System vorhandenen Informationen berücksichtigt und in der Auswertungsstrategie bestmöglich vereinigt werden.Next The code properties also affect the design of the evaluation at. The information contained in the system should be taken into account and be combined in the evaluation strategy in the best possible way.

Bei dem in der 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel werden mittels den Lichtsendern 12 zugeordneter Sendedioden (hier: DAC, Digital Analog Converter) die zunächst binären Codes Ch[k] mit einer Chiprate von z. B. 4 MHz digital-analog gewandelt.In the in the 1 reproduced embodiment, by means of the light emitters 12 assigned transmit diodes (here: DAC, Digital Analog Converter) the first binary code C h [k] with a chip rate of z. B. 4 MHz digital-analog converted.

2 zeigt ein Beispiel eines binären Codes. 2 shows an example of a binary code.

Die Sendedioden strahlen die analogen Code-Signale Ch(t) auf das Empfangsmodul. Die dargestellte Bandpass-Charakteristik des Code-Signals resultiert aus den Bandpass-Eigenschaften des Empfangsmoduls.The transmitting diodes radiate the analog code signals C h (t) to the receiving module. The illustrated bandpass characteristic of the code signal results from the bandpass characteristics of the receive module.

3 zeigt ein Beispiel eines Code-Signals. 3 shows an example of a code signal.

Im optischen Übertragungskanal überlagern sich Code-Signale sowie optische Störer (Interferenz, vgl. auch nochmals 1) additiv zum Summen-Signal Rx(t): Rx(t) = C1(t) + C2(t) + C3(t) + I(t) In the optical transmission channel, code signals as well as optical interferers (interference, cf. 1 ) additively to the sum signal R x (t): R x (t) = C 1 (t) + C 2 (t) + C 3 (t) + I (t)

4 zeigt ein Beispiel eines Summen-Signals. 4 shows an example of a sum signal.

Das empfangene Summen-Signal wird nun mit einer Abtastrate von beispielsweise 12 MHz abgetastet und steht als zeit- und wertdiskretes Summen-Signal Rx[k] der Auswertung zur Verfügung.The received sum signal is now sampled at a sampling rate of, for example, 12 MHz and is available as time and value discrete sum signal R x [k] of the evaluation.

5 zeigt ein Beispiel eines diskreten Summen-Signals. 5 shows an example of a discrete sum signal.

Die Auswertung erfolgt über im Quell-Code abgelegte zeit- und wertdiskrete Referenz-Codes.The Evaluation takes place via the time code stored in the source code discrete-value reference codes.

6 zeigt ein Beispiel eines Referenz-Codes. 6 shows an example of a reference code.

Im Folgenden sei näher auf das Auswerte-Prinzip eingegangen.in the The following section deals in detail with the evaluation principle.

Dabei kann zur Detektion der einzelnen Code-Signale Ch(t) das diskrete Summen-Signal Rx[k] in drei Korrelationsvorgängen mit den einzelnen Referenz-Codes Cref,h[k] gefiltert werden. Die Korrelation ist hier beispielsweise als FIR-Filter, das heißt als sogenanntes ”Matched Filter” zu verstehen (FIR = Finite Impulse Response).In this case, to detect the individual code signals C h (t), the discrete sum signal R x [k] can be filtered in three correlation processes with the individual reference codes C ref, h [k]. The correlation is here, for example, as an FIR filter, that is, to be understood as a so-called "matched filter" (FIR = Finite Impulse Response).

7 zeigt ein Signalfluss-Diagramm einer beispielhaften Auswertung, die ebenso wie alle anderen Steuer- bzw. Auswerteschritte insbesondere von der Steuer- und/oder Auswerteeinheit 20 durchgeführt werden kann. 7 shows a signal flow diagram of an exemplary evaluation, as well as all other control or evaluation steps in particular by the control and / or evaluation 20 can be carried out.

Die Auswertestrategie ist vom verwendeten Code-Typ abhängig. Dabei dienen im Wesentlichen das PSR (Peak-Sidelobe-Ratio) sowie Höhe und Position des Korrelations-Peaks als Auswertekriterien. Das Korrelationsspektrum Sh[m] ist gegeben durch:The evaluation strategy depends on the code type used. This essentially serve the PSR (Peak Sidelobe Ratio) and height and position of the correlation peak as evaluation criteria. The correlation spectrum S h [m] is given by:

Figure 00170001
Figure 00170001

8 zeigt ein Korrelationsspektrum zur Erklärung der folgenden Begriffe: 8th shows a correlation spectrum to explain the following terms:

Korrelations-Peak (Peak of Correlation)Correlation Peak (Peak of Correlation)

Die Referenz-Codes dienen als b-Koeffizienten der einzelnen Filter. Entsprechend der Signal-Theorie ist die Impulsantwort des Filters der Referenz-Code. Da es sich hier um ein lineares zeitinvariantes System handelt, wird die Systemantwort, mit dem Referenz-Code als Eingangssignal, ein Diracstoss sein. Der Diracstoss sei hier auch als Korrelations-Peak (Peak of Correlation) bezeichnet.The Reference codes serve as b-coefficients of the individual filters. According to the signal theory is the impulse response of the filter the reference code. Since this is a linear time-invariant System is acting, the system response, with the reference code as Input signal to be a Diracstoss. The Diracstoss is here too referred to as the correlation peak (peak of correlation).

Stör-Peaks (Peak of Interference)Interference peaks (peak of interference)

Durch optische Störer können im Korrelations-Spektrum Stör-Peaks (Peaks of Interference) entstehen.By Optical interferers may be in the correlation spectrum Perturbation peaks (peaks of interference) arise.

Korrelations-Rauschen (Sidelobes)Correlation noise (sidelobes)

Da nur eine endliche Anzahl von Abtastwerten des Summen-Signals betrachtet wird und das System nicht rauschfrei ist (ASIC-Rauschen), ent steht im Korrelations-Spektrum sogenanntes Korrelations-Rauschen (Sidelobes).There considered only a finite number of samples of the sum signal and the system is not noise-free (ASIC noise), ent stands in the correlation spectrum so-called correlation noise (sidelobes).

Peakpeak

Der Kurven-Punkt mit maximalem Ordinaten-Wert des Korrelations-Spektrums wird als Peak bezeichnet. Hierbei wird der Abszissen-Wert als Peak-Position (Peak-Pos) und der Ordinaten-Wert als Peak-Höhe (Peak) bezeichnet.Of the Curve point with maximum ordinate value of the correlation spectrum is called a peak. Here, the abscissa value becomes the peak position (Peak-Pos) and the ordinate value as peak height (peak) designated.

PSR (Peak to Sidelobe Ratio)PSR (Peak to Sidelobe Ratio)

Das PSR ist das Verhältnis von maximalem Peak zu maximalen Sidelobes oder zu maximalen Stör-Peaks.The PSR is the ratio of maximum peak to maximum Sidelobes or maximum interference peaks.

Auswertebereich (Evaluation Range)Evaluation range

Um das PSR zu berechnen, wird zur Optimierung der Systemansprechzeit der Auswertebereich (Evaluation Range) auf einen kleinen Spektralbereich reduziert. Lediglich bei der Synchronisation wird das gesamte Korrelations-Spektrum betrachtet.Around computing the PSR will optimize the system response time the evaluation range to a small spectral range reduced. Only in the synchronization is the entire correlation spectrum considered.

Erlaubter Bereich (Valid Range)Allowed range (Valid Range)

Dieses schmale Band im Korrelations-Spektrum dient der Synchronisation und der Signalauswertung. Dieser Bereich kann nicht auf eine einzige Position reduziert werden, da das System Toleranz zur Regelung benötigt.This narrow band in the correlation spectrum is used for synchronization and the signal evaluation. This area can not be on a single Position are reduced because the system requires tolerance for control.

Im Folgenden wird das Synchronisations- und Regelverhalten näher betrachtet.in the Following is the synchronization and control behavior closer considered.

Das System hat drei Zustände, die in dem in der 9 wiedergegebenen Zustandsgraph angegeben sind. Zur Synchronisation und zur Regelung dienen im Wesentlichen das PSR sowie Höhe und Position des Korrelations-Peaks.The system has three states that in the in the 9 reproduced state graph are given. The PSR and the height and position of the correlation peak are used for synchronization and control.

In der folgenden Tabelle sind die Zustandswechsel-Bedingungen des Systems wiedergegeben: ID Beschreibung 1 PSR ≥ PSR-Threshold && Peak ≥ Peak-Threshold 2 PSR < PSR-Threshold || Peak < Peak-Threshold 3 50-mal: PSR ≥ PSR-Threshold && Peak ≥ Peak-Threshold && Peak-Pos ∊ Valid Range 4 100-mal: PSR < PSR-Threshold || Peak < Peak-Threshold The following table shows the state change conditions of the system: ID description 1 PSR ≥ PSR Threshold && Peak ≥ Peak Threshold 2 PSR <PSR Threshold || Peak <Peak Threshold 3 50 times: PSR ≥ PSR Threshold && Peak ≥ Peak Threshold && Peak Pos ε Valid Range 4 100 times: PSR <PSR Threshold || Peak <Peak Threshold

Im Folgenden sind die in der 9 sowie in der vorangegangenen Tabelle angegebenen Zustände näher erläutert:The following are the ones in the 9 and in the preceding table states:

Search StateSearch State

Sender und Empfänger werden gezielt asynchron betrieben. Sobald ein Peak detektiert wird (Bedingung ID1), wechselt das System in den Zustand ”Sync State”.transmitter and receivers are selectively operated asynchronously. As soon as a peak is detected (condition ID1), the system changes to the state "Sync State".

Sync StateSync State

Der Trigger-Timer startet den nächsten Abtastvorgang. Der Startzeitpunkt des Abtastens wirkt sich unmittelbar auf die Peak-Position aus. Die Peak-Position wird so in den Mittelpunkt des Korrelations-Spektrums geregelt. Dieser Vorgang wird Synchronisation genannt. Sobald die Peak-Position beispielsweise 50-mal innerhalb des Bereichs ”Valid Range” liegt, wechselt das System in den Zustand ”Secure State”.Of the Trigger timer starts the next scan. The start time scanning has an immediate effect on the peak position. The peak position is thus regulated to the center of the correlation spectrum. This process is called synchronization. For example, once the peak position 50 times within the range "Valid Range", the system changes to the state "Secure State".

Secure StateSecure State

Das System regelt zu jeder Zeit die Position des Peaks nach, sodass die Peak-Position innerhalb des Bereichs ”Valid Range” bleibt. Steht dem System beispielsweise über 100 Scans kein Signal mehr zur Regelung zur Verfügung, wechselt das System in den Zustand ”Search State”.The System will adjust the position of the peak at any time so that the peak position remains within the "Valid Range" range. For example, if the system has no signal over 100 scans more to the scheme available, the system changes to the state "Search State".

Im Folgenden sei näher auf das Synchronisations-Prinzip eingegangen.in the Below, we will discuss the synchronization principle in more detail.

Zur Synchronisation des Systems muss das Signal eindeutig detektier- und regelbar sein. Sind Code-Signal und Referenz-Code ohne Verschiebung τ zueinander vorhanden, ergibt sich ein Korrelations-Peak mittig innerhalb des Korrelations-Spektrums.to Synchronization of the system must clearly detect the signal and be controllable. Are code signal and reference code without displacement τ to each other present, results in a correlation peak centered within the Correlation spectrum.

Sind Code-Signal und Referenz-Code voneinander um τ verschoben (vgl. 10), tritt der Korrelations-Peak mit gleicher Verschiebung τ im Spektrum auf (vgl. 11).Are code signal and reference code shifted from each other by τ (cf. 10 ), the correlation peak occurs with the same shift τ in the spectrum (cf. 11 ).

10 zeigt also das Code-Signal und den Referenz-Code mit einer Verschiebung τ, während in der 11 das Korrelations-Spektrum mit einer Verschiebung τ der Peak-Position wiedergegeben ist. 10 So shows the code signal and the reference code with a shift τ, while in the 11 the correlation spectrum is represented with a shift τ of the peak position.

Die Verschiebung τ entsteht durch zeitlich zu frühes oder zu spätes Abtasten. Das empfangene Signal wird abhängig von der Verschiebung τ, wie dies im Folgenden beschrieben ist: Rx[k] = C[k + τ] The shift τ is created by sampling too early or too late. The received signal becomes dependent on the displacement τ, as described below: R x [k] = C [k + τ]

Das Korrelations-Spektrum berechnet sich wie folgt:The Correlation spectrum is calculated as follows:

Figure 00210001
Figure 00210001

Hierfür ergibt sich für die Peak-Position folgender Zusammenhang: Peakposition = τ + N For this, the following relationship arises for the peak position: Peak position = τ + N

Unter idealen Bedingungen ergibt sich folgender Verlauf für die Peak-Position in Abhängigkeit von der Verschiebung τ:
Das System regelt den Peak zur Mitte des Korrelations-Spektrums (vgl. 12, Punkt 1). Für eine fehlerfreie Synchronisation ist im ”Sync State” ein stetiger Verlauf im grauen Bereich erforderlich.
Under ideal conditions, the following curve is obtained for the peak position as a function of the displacement τ:
The system controls the peak to the center of the correlation spectrum (cf. 12 , Point 1). For error-free synchronization, a steady gradient in the gray area is required in "Sync State".

Sobald das System synchronisiert ist, muss lediglich die exakte Position nachgeregelt werden. Die Regelung im ”Secure State” benötigt hierfür nur im erlaubten Bereich (Valid Range) einen stetigen Verlauf.As soon as the system is synchronized, only the exact position needs to be be readjusted. The regulation in the "Secure State" required for this only in the permitted range (valid range) a steady Course.

12 zeigt den Verlauf der Peak-Position unter idealen Bedingungen. 12 shows the course of the peak position under ideal conditions.

Dieser Verlauf wurde mathematisch hergeleitet und entspricht nicht exakt dem tatsächlichen Verlauf des implementierten oder simulierten Systems.This History was derived mathematically and does not correspond exactly the actual course of the implemented or simulated System.

Bei der Auswertung wird mittels einer Signalverarbeitung die Peak-Position bestimmt. Hierbei kann sich durch die Code-Signal-Charakteristik ein nicht stetiger Verlauf der Peak-Position ergeben.at the evaluation is the peak position by means of a signal processing certainly. This may be due to the code signal characteristic result in an unsteady course of the peak position.

Werden vom System nicht der Korrelations-Peak sondern andere spektrale Peaks als Peak erkannt, kommt es zu einem unstetigen Verlauf der vom System identifizierten Peak-Position, was als Sprung der Peak-Position bezeichnet werden kann. Dabei können die folgenden Sprungarten unterschieden werden:

  • 1. Sprung resultierend aus der Code-Signal-Charakteristik, wobei dieser Sprung auch bei geringer Signaldämpfung auftritt.
  • 2. Sporadischer Sprung, der aus der Korrelation von Referenz-Code und ASIC-Rauschen resultiert.
If the system does not detect the correlation peak but peaks other than the peak, the system identifies a discontinuous course of the peak position identified by the system, which can be referred to as a jump in the peak position. The following jump types can be distinguished:
  • 1st jump resulting from the code signal characteristic, this jump also occurs at low signal attenuation.
  • 2. Sporadic jump resulting from the correlation of reference code and ASIC noise.

Ist der Verlauf nicht stetig, können folgende Effekte bei der Synchronisation im ”Sync State” sowie dem Regeln im ”Secure State” auftreten:

  • 1. Sync State: Sobald innerhalb des erlaubten Bereichs ein Sprung des Peak-Position auftritt, wird das System nicht in den ”Secure State” gelangen. Treten die Sprünge sporadisch auf, wird der ”Secure State” erreicht. Secure State: Jedoch wird das System auch bei nicht unterbrochenem Schutzfeld, entsprechend dem Sprung, sporadisch auf ”rot” schalten.
  • 2. Sync State: Treten Sprünge über den Mittelpunkt des Korrelations-Spektrums auf (von 2.1 nach 2.2 in 13), regelt das System sich um diese Sprünge ein. Da jedoch der erlaubte Bereich nicht erreicht wird, kann das System nicht synchronisieren.
  • 3. Sync State: Ergeben sich stetige Verläufe der Peak-Position über den Mittelpunkt des Korrelations-Spektrums bei einer Verschiebung τ ≠ 0, wird sich das System auf diese Verschiebung synchronisieren. Das System wird nicht die gleich hohe Verfügbarkeit gewährleisten wie bei korrekter Synchronisation bei τ = 0, ist jedoch prinzipiell funktionsfähig. Dies sollte dennoch vermieden werden, da bei verschobener Synchronisation nicht die gewünschte Störempfindlichkeit erreicht wird.
If the gradient is not continuous, the following effects can occur during the synchronization in the "Sync State" as well as the rules in the "Secure State":
  • 1. Sync State: As soon as a jump in the peak position occurs within the allowed range, the system will not enter the "Secure State". If the jumps occur sporadically, the "secure state" is achieved. Secure State: However, even if the protective field is not interrupted, the system will sporadically switch to "red" according to the jump.
  • 2. Sync State: jumps across the center of the correlation spectrum (from 2.1 to 2.2 in 13 ), the system adjusts to these jumps. However, since the allowable range is not reached, the system can not synchronize.
  • 3. Sync State: If there are continuous traces of the peak position over the center of the correlation spectrum with a shift τ ≠ 0, the system will synchronize to this shift. The system will not guarantee the same high availability as with the correct synchronization at τ = 0, but is in principle functional. This should nevertheless be avoided, since the desired susceptibility to interference is not achieved with shifted synchronization.

13 zeigt den Verlauf der Peak-Position mit unterschiedlichen Störungen. 13 shows the course of the peak position with different perturbations.

Im Folgenden sei näher auf die Auswertestrategie im Zusammenhang mit einer verschobenen M-Sequenz (Shifted M-Sequence) eingegangen.in the The following is more closely related to the evaluation strategy with a shifted M-sequence (Shifted M-Sequence).

Verschobene Sequenzen (Shifted M-Sequences) stellen eine Alternative zu orthogonalen Hadamard-Walsh-Codes dar. Durch zyklische Verschiebung der M-Sequenzen lassen sich ”quasi-orthogonale” Codes erzeugen, basierend auf den optimalen Autokorrelations-Eigenschaften der M-Sequenzen.shifted Sequences (Shifted M-Sequences) are an alternative to orthogonal ones Hadamard-Walsh codes. By cyclic shifting of the M sequences can generate "quasi-orthogonal" codes, based on the optimal autocorrelation properties of the M sequences.

Das Prinzip der verschobenen M-Sequenz ergibt sich aus folgendem:The The principle of the shifted M sequence results from the following:

14a zeigt das typische Autokorrelations-Spektrum einer M-Sequenz, wobei der Korrelations-Peak bei minimalem Korrelations-Rauschen maximal ist. Dieser Korrelations-Peak wird im Folgenden, bezogen auf verschobene M-Sequenzen, auch als Haupt-Peak (Main-Peak) bezeichnet. 14a shows the typical autocorrelation spectrum of an M-sequence, with the correlation peak being maximal with minimal correlation noise. This correlation peak is also referred to below as the main peak (referred to shifted M sequences) as the main peak.

Code 1 dient nun als ”Mutter-Sequenz” und wird in 14a in drei Code-Segmente S1, S2 und S3 aufgeteilt dargestellt. Cod 2 wird durch zyklische Verschiebung um ein Code-Segment aus dem Code 1 generiert.Code 1 now serves as the "mother sequence" and will appear in 14a shown divided into three code segments S 1 , S 2 and S 3 . Cod 2 is generated by cyclic shifting around a code segment from the code 1.

Bei einer Kreuzkorrelation von Code 1 und Code 2 wird die spektrale Energie auf zwei Korrelations-Peaks verteilt (vgl. 14b). Die Positionen der Korrelations-Peaks ergeben sich im Korrelations-Spektrum der Verschiebung der Code-Segmente entsprechend. Diese Korrelations-Peaks werden im Folgenden, bezogen auf verschobene M-Sequenzen, auch als Neben-Peaks (Side-Peaks) bezeichnet.In a cross-correlation of code 1 and code 2, the spectral energy is distributed over two correlation peaks (cf. 14b ). The positions of the correlation peaks result in the correlation spectrum of the shift of the code segments accordingly. These correlation peaks are also referred to below as side peaks with respect to shifted M sequences.

In der 14 ist dieses Prinzip der verschobenen M-Sequenzen wiedergegeben.In the 14 this principle of the shifted M-sequences is reproduced.

Was das Synchronisations-Verfahren betrifft, so ist bei M-Sequenzen eine Synchronisation mit lediglich einem Referenz-Code von vornherein ausgeschlossen. Die Wahrscheinlichkeit, auf einen Neben-Peak zu synchronisieren, ist zu hoch. Diese Vorab-Überlegung wird durch die Graphik der 15 belegt, in der der Verlauf der Peak-Position mit Synchronisation auf ein Code-Signal wiedergegeben ist.As for the synchronization method, synchronization with M-sequences is unaffected a reference code excluded from the outset. The likelihood of synchronizing to a sub-peak is too high. This preliminary consideration is given by the graphs of 15 is occupied, in which the course of the peak position is reproduced with synchronization to a code signal.

Um ein fehlerhaftes Synchronisieren zu vermeiden, wird zur Synchronisation das Summensignal verwendet.Around to avoid erroneous synchronization becomes synchronization the sum signal is used.

16 zeigt den Verlauf der Peak-Position mit einer Synchronisation auf das Summensignal. 16 shows the course of the peak position with a synchronization to the sum signal.

Es kann nun eine Erweiterung durch Verknüpfung der Korrelations-Spektren erreicht werden.It can now be an extension by linking the correlation spectra be achieved.

Bisher wurden die drei Korrelations-Spektren separat ausgewertet. Dies bedeutete, dass das PSR, das heißt das Verhältnis von Peak zu maximalen Sidelobes oder zu maximalen Stör-Peaks, von S1 berechnet und geprüft wurde, ob Code 1 vorhanden ist. Anschließend wurde das PSR von S2 berechnet und geprüft, ob Code 2 vorhanden ist, und zuletzt wurde das PSR von S3 berechnet und geprüft, ob Code 3 vorhanden ist.So far, the three correlation spectra were evaluated separately. This meant that the PSR, that is, the ratio of peak to maximum sidelobes or maximum spurious peaks, was calculated from S 1 and checked to see if code 1 was present. Then the PSR of S 2 was calculated and checked if code 2 is present, and finally the PSR of S 3 was calculated and checked if code 3 is present.

17 zeigt nun die Korrelations-Spektren der drei Codes. 17 now shows the correlation spectra of the three codes.

Da jedes der drei Spektren aus dem empfangenen Summen-Signal berechnet wird, ist die Verschiebung τ für alle Referenz-Codes gleich. Dies bedeutet, dass die Peak-Position der Haupt-Peaks aller Korrelations-Spektren gleich sein muss. Durch die Verschiebung τ können die drei Korrelations-Spektren miteinander verknüpft ausgewertet werden. Die Berechnung der PSR-Werte ist in der 18 dargestellt.Since each of the three spectra is calculated from the received sum signal, the displacement τ is the same for all reference codes. This means that the peak position of the main peaks of all correlation spectra must be the same. By the shift τ, the three correlation spectra can be evaluated linked together. The calculation of PSR values is in the 18 shown.

Gemäß 18 ist also eine erweiterte Berechnung des PSR für verschobene M-Sequenzen möglich.According to 18 So an extended calculation of the PSR for shifted M-sequences is possible.

Was die Auswirkungen auf die Störunempfindlichkeit betrifft, so wird folgendes Szenario betrachtet:

  • – Code-Signal 1 wird von einem Objekt unterbrochen, und zum gleichen Zeitpunkt wird durch einen optischen Störer ein Stör-Peak erzeugt. Annahme: Die Signalform ähnelt der des Code-Signals 1. Hierdurch wird im erlaubten Bereich des Korrelations-Spektrums ein Stör-Peak erzeugt. Dieser Stör-Peak wird nun vom System fälschlicherweise als Haupt-Peak von Code-Signal 1 erkannt.
  • – Mit einer separaten Auswertung bleibt das System auf ”grün”, obwohl einer der Strahlen unterbrochen ist, was als äußerst kritisches Ereignis einzustufen ist. ”Grün” gezeichnet den Schaltzustand des Gerätes und bedeutet, dass das Schutzfeld nicht unterbrochen ist und somit der OSSD-Ausgang des Gerätes auf ”high active” geschaltet ist. ”Rot” bedeutet, dass das Schutzfeld unterbrochen ist und somit der OSSD-Ausgang des Gerätes auf ”low” geschaltet ist.
As regards the effects on immunity to interference, the following scenario is considered:
  • Code signal 1 is interrupted by an object, and at the same time an interference peak is generated by an optical interferer. Assumption: The signal shape is similar to that of the code signal 1. As a result, an interference peak is generated in the allowed range of the correlation spectrum. This interference peak is now erroneously recognized by the system as the main peak of code signal 1.
  • - With a separate evaluation, the system remains "green", even though one of the beams is interrupted, which is classified as a highly critical event. "Green" marks the switching state of the device and means that the protective field is not interrupted and thus the OSSD output of the device is switched to "high active". "Red" means that the protective field is interrupted and thus the OSSD output of the device is switched to "low".

19 veranschaulicht das Prinzip bei auftretenden Stör-Peaks. 19 illustrates the principle when interference peaks occur.

Durch das Prinzip der verschobenen M-Sequenz wird bei Korrelation des Störers mit dem Code-Signal 2 die Energie des Stör-Peaks in zwei Neben-Peaks aufgeteilt. Hierbei wird auch die Peak-Position des Stör-Peaks entsprechend verändert.By the principle of the shifted M sequence is shown by correlation of the Interferer with the code signal 2 the energy of the interfering peak divided into two secondary peaks. This is also the peak position the Stör-peak changed accordingly.

Die Position des Stör-Peaks (Peak-Pos1) in S1 ist zwar innerhalb des erlaubten Bereichs (Valid Range), sie ist jedoch weder mit der Position des Stör-Peaks in S2 noch mit der Position des Korrelations-Peaks in S2 identisch.Although the position of the spurious peak (peak Pos 1 ) in S 1 is within the allowable range (valid range), it is neither with the position of the spurious peak in S 2 nor with the position of the correlation peak in S 2 identical.

Aus der erweiterten Auswertung für verschobene M-Sequenzen ergeben sich die folgenden Rückschlüsse:
Werden nun einer oder mehrere der Stör-Peaks fälschlicherweise als Haupt-Peak erkannt, so sind die Positionen der Haupt-Peaks der drei Korrelations-Spektren nicht identisch. Dies ist besonders im Hinblick auf das oben genannte Szenario sehr wichtig. Im direkten Vergleich ist eine deutliche Verbesserung des FAR (False Acceptance Ratio) zu erkennen, wobei die FRR (False Rejection Ratio) nur minimal schlechter ausfällt.
The following conclusions can be drawn from the extended evaluation for shifted M sequences:
If one or more of the spurious peaks are erroneously recognized as the main peak, the positions of the main peaks of the three correlation spectra are not identical. This is very important especially in view of the above scenario. In direct comparison, a significant improvement in the FAR (False Acceptance Ratio) can be seen, with the FRR (False Rejection Ratio) only slightly worse.

20 zeigt ein FAR-FRR-Map von verschobenen M-Sequenzen mit verknüpfter Auswertung. 20 shows a FAR-FRR map of shifted M-sequences with linked evaluation.

Die Verwendung von verschobenen M-Sequenzen erweist sich also als sehr vorteilhaft hinsichtlich der Signal-Orthogonalität sowie der Störunempfindlichkeit durch das Verknüpfen der Korrelations-Spektren.The Using shifted M sequences turns out to be very advantageous in terms of signal orthogonality as well the immunity to interference by the linking the correlation spectra.

Die Auswertung des Summensignals kann durch zwei unterschiedliche Methoden erfolgen, wobei beide Methoden auf dem zuvor erläuterten Prinzip von zyklisch verschobenen Sequenzen basieren.The Evaluation of the sum signal can be done by two different methods carried out, both methods on the previously explained Principle based on cyclically shifted sequences.

Erste Methode:First method:

Analyse des Summensignals mittels n Korrelationsvorgängen (n = Anzahl der aus einer Mutter-Sequenz erzeugten Sequenzen einschließlich der Mutter-Sequenz; z. B. bei drei Sendern auf einen Empfänger: n = 3, bei fünf Sendern auf einen Empfänger: n = 6), wobei die Peak-Positionen der einzelnen Korrelations-Spektren identisch sind. Diese Methode wurde zuvor im einzelnen beschrieben.analysis of the sum signal by means of n correlation processes (n = Number of sequences generated from a parent sequence including the mother sequence; z. For example, if there are three senders to one receiver: n = 3, with five senders to one receiver: n = 6), where the peak positions of the individual correlation spectra are identical. This method has been described in detail previously.

Zweite Methode:Second method:

Analyse des Summensignals mittels nur eines Korrelationsvorgangs, wobei der Referenz-Code wie folgt durch zyklische Verschiebung bzw. Verlängerung aus der Mutter-Sequenz erzeugt wird:
Die Mutter-Sequenz wird in n Segmente aufgeteilt (s1, s2, ... sn – 1, sn). Die einzelnen Codes werden wie bereits beschrieben durch zyklische Verschiebung erzeugt. Der Referenz-Code wird nun durch Verlängern der Mutter-Sequenz um n – 1 Segmente erzeugt. Hierbei können die Segmente vor oder nach (synchron oder asynchron) der Mutter-Sequenz hinzugefügt bzw. angehängt werden. Es muss jedoch gewährleistet sein, dass der Referenz-Code einen Ausschnitt, mit einer Anzahl von insgesamt 2·n – 1 Segmenten, aus der folgenden Code-Kette ist: S1 ... Sn S1 S2 ... Sn S1 ... Sn
Analysis of the sum signal by means of only one correlation process, wherein the reference code is generated by cyclic displacement or extension from the parent sequence as follows:
The mother sequence is divided into n segments (s1, s2, ... sn-1, sn). The individual codes are generated by cyclic shifting as already described. The reference code is now generated by extending the parent sequence by n-1 segments. The segments can be added or appended before or after (synchronous or asynchronous) to the parent sequence. However, it must be ensured that the reference code is a section, with a total of 2 · n - 1 segments, from the following code chain: S1 ... sn S1 S2 ... sn S1 ... sn

Mittels eines solchen Referenz-Codes entstehen im Korrelations-Spektrum n gleichwertige Korrelations-Peaks. Diese Peaks werden durch den jeweiligen übertragenen Code C1, C2, ... Cn erzeugt, sodass jeder einzelne Code mit nur einem Korrelations-Spektrum nachgewiesen werden kann.through of such a reference code arise in the correlation spectrum n equal correlation peaks. These peaks are caused by the respective transmitted code C1, C2, ... Cn, so that every single code with only one correlation spectrum detected can be.

Die bei der ersten Methode angewandte Verknüpfung der Korrelations-Spektren durch die Peak-Positionen zur Minimierung der FAR (False Acceptance Ratio) erfolgt bei dieser Methode über den Abstand der einzelnen Korrelations-Peaks. Dieser ist zu jeder Zeit konstant und entspricht der Verschiebung der Mutter-Sequenz. Das Überprüfen der Peak-Positionen der n Korrelations-Spektren (angewandt in der ersten Methode) ist äquivalent zur Überprüfung des Abstandes der n Korrelations-Peaks im Korrelations-Spektrum (der zweiten Methode).The in the first method applied correlation of the correlation spectra through the peak positions to minimize the FAR (False Acceptance Ratio) is carried out in this method on the distance of the individual Correlation peak. This is constant at all times and corresponds the displacement of the mother sequence. The checking the peak positions of the n correlation spectra (applied in the first method) is equivalent to the review the distance of the n correlation peaks in the correlation spectrum (the second method).

Wie bereits erwähnt, kann der erste Code in Form eines eine M-Sequenz, Gold-Sequenz oder Kasami-Sequenz umfassenden Pseudozufallscodes vorgesehen sein.As already mentioned, the first code can be in the form of a M-sequence, gold sequence or Kasami sequence pseudo-random codes be provided.

1010
Sendeeinheittransmission unit
1212
Lichtsenderlight source
1414
optischer Kanaloptical channel
1616
LichtempfangseinheitLight-receiving unit
1818
Lichtempfängerlight receiver
2020
Steuer- und/oder AuswerteeinheitTax- and / or evaluation unit
20'20 '
Mittelmedium

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Claims (20)

Optoelektronischer Sensor mit mehreren Lichtsendern (12) zur Aussendung von Lichtsignalen in einen Überwachungsbereich, wenigstens einem Lichtempfänger (18) zum Empfang von von den Lichtsendern ausgesandten Lichtsignalen und einer Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (20) zur Erzeugung und/oder Beeinflussung der Lichtsignale und zur Erzeugung eines Objektfeststellungssignals im Falle des Vorhandenseins eines Objektes im Überwachungsbereich in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Lichtempfängers (18), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Lichtsender (12) vorgesehen sind, deren zumindest im Wesentlichen simultan in den Überwachungsbereich ausgesandte Lichtsignale jeweils durch ein nach dem Bandspreizverfahren mit einem Code moduliertes Ausgangssignal erzeugt sind, wobei die Codes verschiedener Lichtsender (12) durch quasi-orthogonale Hadamard-Walsh-Codes erzeugt sind oder einem ersten Lichtsender ein erster Code in Form eines eine M-Sequenz, Gold-Sequenz oder Kasami-Sequenz umfassenden Pseudozufallscodes zugeordnet ist, der eine in mehrere Code-Segmente aufgeteilte Mutter-Sequenz bildet, und wenigstens einem weiteren Lichtsender (12) ein sich zumindest vom ersten Code unterscheidender weiterer Code zugeordnet ist, der durch eine zyklische Verschiebung der Code-Segmente der Mutter-Sequenz erzeugt ist, wobei die den verschiedenen Lichtsendern (12) zugeordneten unterschiedlichen Codes wieder quasi-orthogonale Codes bilden.Opto-electronic sensor with multiple light transmitters ( 12 ) for emitting light signals in a surveillance area, at least one light receiver ( 18 ) for receiving light signals emitted by the light emitters and a control and / or evaluation device ( 20 ) for generating and / or influencing the light signals and for generating an object detection signal in the case of the presence of an object in the surveillance area in dependence on the output signals of the light receiver ( 18 ), characterized in that at least two light emitters ( 12 ) whose light signals emitted at least substantially simultaneously into the monitoring area are respectively generated by an output signal modulated according to the spread spectrum method, the codes of different light transmitters ( 12 ) are generated by quasi-orthogonal Hadamard-Walsh codes or a first light transmitter is associated with a first code in the form of a pseudo-random code comprising an M sequence, gold sequence or Kasami sequence, which comprises a mother sequence divided into several code segments forms, and at least one further light emitter ( 12 ) is associated with a further code different from the first code, which is generated by a cyclic shift of the code segments of the parent sequence, wherein the different light transmitters ( 12 ) again form quasi-orthogonal codes. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (20) so ausgeführt ist, dass bei n zumindest im Wesentlichen simultan gesendeten Codes empfangsseitig n verschiedene Korrelationsspektren ausgewertet werden.Optoelectronic sensor according to claim 1, characterized in that the control and / or evaluation device ( 20 ) is executed so that n different correlation spectra are evaluated at n at least substantially simultaneously transmitted codes on the receiving side. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (20) so ausgeführt ist, dass die n verschiedenen Korrelationsspektren über die Positionen der einzelnen Korrelationspeaks verknüpft ausgewertet werden.Optoelectronic sensor according to claim 2, characterized in that the control and / or evaluation device ( 20 ) is designed so that the n different correlation spectra are evaluated linked via the positions of the individual correlation peaks. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (20) so ausgeführt ist, dass bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen, Gold-Sequenzen bzw. Kasami-Sequenzen empfangsseitig sämtliche Codes mit lediglich einem Auswertevorgang identifizierbar sind.Optoelectronic sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the control and / or evaluation device ( 20 ) is designed so that at least substantially simultaneously emitted cyclically shifted M-sequences, gold sequences or Kasami sequences on the receiving side all codes are identifiable with only one evaluation process. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen, Gold-Sequenzen bzw. Kasami-Sequenzen die quasi-orthogonale Eigenschaft der unterschiedlichen Codes auf den Autokorrelationseigenschaften der M-Sequenzen, Gold-Sequenzen bzw. Kasami-Sequenzen basiert.Optoelectronic sensor according to one of the preceding Claims, characterized in that at least in Essentially simultaneously emitted cyclically shifted M-sequences, Gold sequences or Kasami sequences the quasi-orthogonal property different codes on the autocorrelation properties M sequences, gold sequences or Kasami sequences based. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter-Sequenz in zumindest zwei, insbesondere in zumindest drei und vorzugsweise in zwei bzw. drei bis sechs Code-Segmente aufgeteilt ist.Optoelectronic sensor according to one of the preceding Claims, characterized in that the mother sequence in at least two, in particular in at least three and preferably is divided into two or three to six code segments. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die zyklische Verschiebung der Code-Segmente der Mutter-Sequenz zumindest zwei, insbesondere drei und vorzugsweise zwei bzw. drei bis sechs unterschiedliche Codes erzeugt sind.Optoelectronic sensor according to one of the preceding Claims, characterized in that by the cyclic Shift the code segments of the mother sequence at least two, in particular three and preferably two or three to six different Codes are generated. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Codes verschiedenen Lichtsendern (12) eines Lichtgitters zugeordnet sind.Optoelectronic sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the different codes are different light emitters ( 12 ) are assigned to a light grid. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Lichtsendern (12) zumindest im Wesentlichen simultan in den Überwachungsbereich ausgesandten Lichtsignale jeweils durch ein nach dem DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)-Bandspreizverfahren mit dem betreffenden Code moduliertes Ausgangssignal erzeugt sind.Optoelectronic sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the light emitters ( 12 ) are generated at least substantially simultaneously in the monitoring area emitted light signals in each case by a DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) -Bandspreizverfahren modulated with the code in question output signal. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Lichtsendern (12) zumindest im Wesentlichen simultan in den Überwachungsbereich ausgesandten Lichtsignale jeweils durch wenigstens einen mit dem betreffenden Code gemischten Lichtpuls erzeugt sind.Optoelectronic sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the light emitters ( 12 ) are generated at least substantially simultaneously in the monitoring area emitted light signals in each case by at least one mixed with the code in question light pulse. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Lichtempfänger (18) insbesondere als Summensignal empfangenen Lichtsignale zur Identifizierung des einem jeweiligen Lichtsender (12) zugeordneten Ausgangssignals mit dem dem betreffenden Lichtsender (12) zugeordneten Code beaufschlagt werden.Optoelectronic sensor according to one of the preceding claims, characterized in that that of the light receiver ( 18 ) in particular as a sum signal received light signals for identifying the a respective light emitter ( 12 ) associated with the output signal Light transmitter ( 12 ) associated code are applied. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (20) Mittel (20') umfasst, um zur Identifizierung des einem jeweiligen Lichtsender (12) zugeordneten Ausgangssignals die Autokorrelationsfunktion zwischen den empfangenen Lichtsignalen bzw. Summensignal und dem betreffenden Code zu bilden.Optoelectronic sensor according to claim 9, characterized in that the control and / or evaluation device ( 20 ) Medium ( 20 ' ) in order to identify the respective light emitter ( 12 ) to form the autocorrelation function between the received light signals and the respective code. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zumindest zwei Lichtsendern (12) ein gemeinsamer Lichtempfänger (18) zugeordnet ist.Optoelectronic sensor according to one of the preceding claims, characterized in that in each case at least two light emitters ( 12 ) a common light receiver ( 18 ) assigned. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zumindest zwei, insbesondere drei und vorzugsweise zwei bzw. drei bis sechs Lichtsendern (12) ein gemeinsamer Lichtempfänger (18) zugeordnet ist.Optoelectronic sensor according to one of the preceding claims, characterized in that in each case at least two, in particular three and preferably two or three to six light transmitters ( 12 ) a common light receiver ( 18 ) assigned. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten quasi-orthogonalen Hadamard-Walsh-Codes die Synchronisation des Sensors über einzelne Pseudozufallssequenzen erfolgt.Optoelectronic sensor according to one of the preceding Claims, characterized in that at least essentially simultaneously emitted quasi-orthogonal Hadamard-Walsh codes the synchronization of the sensor via individual pseudo-random sequences he follows. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest im Wesentlichen simultan ausgesandten zyklisch verschobenen M-Sequenzen, Gold-Sequenzen bzw. Kasami-Sequenzen die Synchronisation des Sensors über das vom zugeordneten gemeinsamen Lichtempfänger (18) empfangene Summensignal erfolgt.Optoelectronic sensor according to one of the preceding claims, characterized in that at least substantially simultaneously emitted cyclically shifted M-sequences, gold sequences or Kasami sequences, the synchronization of the sensor via the associated from the common light receiver ( 18 ) received sum signal takes place. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtsender (12) und Lichtempfänger (18) zumindest teilweise auf einander gegenüberliegenden Seiten des Überwachungsbereichs angeordnet sind.Optoelectronic sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the light transmitter ( 12 ) and light receiver ( 18 ) are arranged at least partially on opposite sides of the surveillance area. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtsender (12) und Lichtempfänger (18) auf einer Seite des Überwachungsbereichs und ein Retroreflektor auf der gegenüberliegenden Seite des Überwachungsbereichs angeordnet sind.Optoelectronic sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the light transmitter ( 12 ) and light receiver ( 18 ) on one side of the surveillance area and a retroreflector on the opposite side of the surveillance area. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsender (12) und Lichtempfänger (18) in einer Lichtgitteranordnung vorgesehen sind.Optoelectronic sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the light emitters ( 12 ) and light receiver ( 18 ) are provided in a light grid arrangement. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehreren Lichtsendern (12) ein gemeinsamer Lichtempfänger (18) zugeordnet ist und entsprechend die Anzahl der Lichtempfänger (18) geringer ist als die Anzahl der Lichtsender (12).Optoelectronic sensor according to one of the preceding claims, characterized in that in each case a plurality of light transmitters ( 12 ) a common light receiver ( 18 ) and correspondingly the number of light receivers ( 18 ) is less than the number of light emitters ( 12 ).
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